CU SISTEME MODERNE DE TERMOVIZIUNE
De când radiaţia în infraroşu a fost descoperită de William Herschel în anul 1800, este evident că ceea ce vedem cu ochiul liber nu ne poate da nici o informaţie clară referitoare la radiaţia de căldură emisă de corpuri, deoarece energia termică este emisă în spectrul infraroşu imperceptibil pentru ochiul uman. O dată cu apariţia şi dezvoltarea sistemelor electrice şi electronice s-a pus din ce în ce mai mult problema unor inspecţii predictive care să prevină anumite disfuncţionalităţi şi să identifice cauzele defecţiunilor. Având în vedere că temperatura joacă un rol important în funcţionarea acestor sisteme, am ajuns în era actuală ca utilizarea tehnicii termografiei în infraroşu să devină utilă şi în multe cazuri absolut necesară. Ca principiu, sistemele de termoviziune utilizează contrastul termic pe care îl prezintă obiectele supuse observării (ţinte) în raport cu mediul în care se află (fundal), când au o temperatură sau emisivitate ce diferă de cea a mediului în cauză. Atmosfera posedă practic trei ferestre permeabile radiaţiei în infraroşu, în domeniile spectrale 0.75÷2mm; 3÷5mm; 8÷14mm. Primul domeniu este permeabil prin atmosferă, dar foarte puţine obiecte emit în aceste lungimi de undă, ele trebuind să fie, practic, incandescente. Fereastra de 3÷5mm (care constituie, de altfel, şi zona cu cea mai bună transmisie atmosferică dintre cele trei menţionate) este potrivită mai ales pentru detectarea şi observarea obiectelor fierbinţi (ex: motoare termice, ţevi de eşapament), iar aceea de 8÷14mm pentru obiectele cu temperaturi aflate în jurul valorii de 200°C (ex: clădiri, vegetaţie, fiinţe umane sau animale). Obiectele în mişcare sau oamenii oferă un contrast termic mult mai bun în domeniul spectral 8÷14mm, decât cel de 3÷5mm. Echipamentele de termoviziune captează radiaţiile termice emise de obiectele supuse observării şi de mediul pe care acestea sunt profilate, afişând pe un ecran imaginea lor, convertită în vizibil. Ce este mai important, pe lângă imaginea captată, sistemele moderne de termoviziune oferă o analiză detaliată a hărţii de temperaturi şi cuantificarea energiei termice, furnizând astfel o informaţie clară asupra problemelor apărute în urma supraîncălzirilor şi cât de grave sunt. Sistemele de termoviziune utilizate actual au ajuns la nişte performanţe greu de imaginat chiar şi în urmă cu 10 ani. Acesta este rezultatul cercetării asidue legate de sistemul optic, senzorul în infraroşu şi sistemul de răcire (pentru a se asigura o temperatură de referinţă cât mai scăzută). Sistemele actuale de termoviziune în infraroşu, numite generic camere de termoviziune au formele şi dimensiunile apropiate de camerele video uzuale şi ca facilitate complementară chiar pot capta şi reda şi imagini în spectrul vizibil.
Avantajele testării cu sisteme moderne de termoviziune sunt următoarele:
• permit măsurătoarea de la distanţă, fără contact;
• testarea este nedistructivă pentru obiectele vizate şi poate fi repetată de câte ori este necesar;
• asigură mentenanţa predictivă a echipamentelor, defectele fiind depistate în fază incipientă, înainte de a produce pierderi cu costuri mari.
• inspecţia se realizează rapid, fără a scoate instalaţia din funcţiune.
Domeniile unde termoviziunea are un rol din ce în ce mai important sunt tot mai multe şi mai diversificate:
• Energetică (testare instalaţii, tablouri de distribuţie, celule de joasă, medie şi înaltă tensiune, sisteme de bare colectoare, turbine, generatoare, transformatoare, bobine de compensare, cabluri, izolatori, contactoare etc.):
• Termoenergetică (detectare pierderi de agent termic, blocaje, izolaţii deficitare şi depuneri de reziduuri la conducte şi rezervoare, verificarea etanşeităţii vanelor):
– Electronică (depistarea zonelor de supraîncălzire a circuitelor, testarea componentelor şi a contactelor):
– Electromecanică (depistarea supraîncălzirii bobinajelor cauzate de suprasarcină sau izolaţie defectuoasă, blocaje sau funcţionare greoaie la elementele subansamblelor rotative gen lagăre, rulmenţi, axe, transmisii, cauzate de lubrifiere slabă, dezechilibrarea sistemelor în mişcare etc.)
– Construcţii (identificare surse de umezeală, detectare pierderi de căldură, izolaţii slabe, testarea instalaţiilor încălzire, de ventilaţie şi de aer condiţionat, identificarea punctelor slabe ale structurilor, audituri energetice etc.):
– Alte domenii: militar, medicină, cercetare, biotehnologie
Practic termoviziunea se aplică oriunde temperatura oferă o informaţie utilă asupra funcţionalităţii, pe baza căreia se poate realiza mentenanţa predictivă.
Ca şi instrumente performante vă propunem camerele de termoviziune de la GUIDE INFRARED (MobIR M3, MobIR M4 şi IR 928+), care întrunesc caracteristicile unor sisteme moderne de termoviziune (cu detector tip microbolometru):
• Rezoluţie optică 160 x 120 sau 320 x 240 pixeli fizici, fără integrare soft (rezoluţia optică a unei imagini este dată de numărul de pixeli ce o formează; cu cât numărul de pixeli este mai mare, cu atât se va obţine o imagine mai clară, din care putem extrage mai multă informaţie; numărul de pixeli este dat de numărul de senzori ce constituie un cip FPA (Focal Plan Array); Unii producători afişează rezoluţii de tip 160 x 120 cu filtru de interpolare. Aceasta rezoluţie este în realitate una mult mai slabă (măsurarea se face pe rezoluţia reală a detectorului), creşterea la 160 x 120 realizându-se prin interpolare digitală cu metode software sau hardware. Imaginea reală este departe de cea obţinută cu ajutorul unui senzor cu rezoluţia fizică de 160 x 120 pixeli. În mod normal, rezoluţia de 160 x 120 pixeli fizici acoperă o mare parte a aplicaţiilor de termoviziune, dar sub această rezoluţie imaginea şi informaţiile obţinute au caracter empiric, precizia de măsurare scăzând vizibil cu fiecare pixel (imaginea capătă aspect de mozaic, deorece se realizează un “zoom” digital, nu unul real obţinut cu o lentilă optică). În aplicaţii speciale (mentenanţă clădiri, supraveghere, monitorizare continuă, medicină, inspecţii la distanţă, cercetare, biotehnologie) este necesară o rezoluţie de 320 x 240 pixeli fizici (camera IR 928+).
• Rata de scanare a imaginii în timp real 50 Hz; reprezintă frecvenţa cu care sunt afişate imaginile; este un parametru foarte important la măsurarea obiectelor în mişcare (sau dacă operatorul este în mişcare); de asemenea, rata de scanare are influenţă asupra sensibilităţii termice (diferenţa de temperatură minim detectabilă între două puncte); cu cât rata de scanare este mai mare, cu atât sensibilitatea termică este mai bună şi măsurătorile sunt mai precise.
• Sensibilitate termică foarte bună (0.12°C la 30°C / 50Hz la M3 şi M4, respectiv 0.08°C la 30°C / 50Hz la IR 928+), aceasta practic este diferenţa de temperatură minimă detectabilă între două puncte din imagine captată.
• Adiţional la spotul fix (central) camerele GUIDE INFRARED dispun şi de spot deplasabil direct pe ecranul camerei (oferă posibilitatea de analiză sumară direct în teren, fără a conecta camera la calculator). Camera IR 928+ dispune de 4 spoturi deplasabile, fiind posibil de definit 4 arii de interes.
• Posibilitate de a face analiză termică statistică direct pe cameră permiţând afişare minim / maxim / medie / izoterm / profil linie / auto-alarmă.
• 8 palete de culori, caracteristică importantă pentru distingere cu acurateţe a detaliilor termice şi pentru definirea profilelor termice (modelele din aceeaşi clasă oferă doar 3 palete de culori).
• Ecran LCD TFT color de înaltă rezoluţie (afişare în spectru infraroşu şi în spectru vizibil color cu rezoluţie de 640 x 480 – pentru a vedea şi în clar obiectul vizat). Memorarea se face simultan, în infraroşu şi în vizibil. La modelul IR 928+ ecranul este extins la 4″ şi este detaşabil, oferind o mobilitate sporită.
• Memorie internă de până la 600 de imagini la modelul MobIR M4 (modelele din aceeaşi clasă au memorie internă pentru doar 100 de imagini).
• Posibilitate de adnotări vocale ataşate pentru fiecare imagine captată, în care operatorul poate specifica data, ora, locul şi obiectul vizat, precum şi alte informaţii utile (180 sec. / fişier).
• Designul camerelor M3 şi M4 este foarte ergonomic, fiind de forma unui telefon mobil cu clapetă de protecţie (sunt dotate şi cu toc de piele pentru transport la centură), uşor de manevrat şi de operat cu ele.
• Posibilitate dotare cu trepied pentru exactitate ridicată a captării imaginilor sau montare pe suport mobil pentru aplicaţiile cu monitoarizare continuă.
• Interfaţă USB şi ieşire video pentru afişare pe un monitor. Modelul IR 928+ oferă posibilitatea de monitorizare video live la o distanţă de până la 750 m.
• Software de analiză şi raportare performant, transfer şi prelucrare imagini termice, cuantificarea radiaţiei de căldură, vizualizarea temperaturii fiecărui pixel afişat, comparaţii cu imagini captate anterior, profile termice etc.
Ing. Gabriel Ghioca
ARC BRAŞOV SRL
Str. Grădinarilor nr. 22
Tel.: 0268 472577
Fax: 0268- 419749
E-mail: arc@arc.ro
Internet: www.arc.ro